Photonik

Fotonik

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I

Photonik

 

[Kurzwort aus Photon und Elektronik] die, -, moderne Grundlagentechnologie, die sich mit der Übertragung und Speicherung von Information durch Licht befasst und dabei die besonderen physikalischen Eigenschaften von Lichtquanten (Photonen) ausnutzt. Die Verbindung zwischen Halbleiterelektronik und Photonik besteht einerseits im Aufkommen miniaturisierter optischer Bauteile, andererseits in der Verwendung von Halbleiterbauelementen für optische Zwecke.

 

Die Photonik umfasst verschiedene technische und wissenschaftliche Bereiche wie Optoelektronik, Elektro- und Magnetooptik sowie nichtlineare Optik. Charakteristisch für die Photonik ist der Ersatz elektrischer Drähte und Leiterbahnen durch Lichtwellenleiter (Lichtleiter) in Form von Glasfasern oder integriert-optischen Wellenleitern (integrierte Optik). Als Lichtquellen dienen Leucht- oder Laserdioden, als Detektoren Photodioden. Photon. Bauelemente finden breite Anwendung in der Nachrichten- und Datentechnik, bei optischen Sensoren, bei unterschiedlichsten Formen von Anzeigen (Displays) und in der Lasertechnik.

 

Hier finden Sie in Überblicksartikeln weiterführende Informationen:

 

 

Photonik und Mikrotechnik: Von der Videokamera bis zum Flachbildschirm

 

II

Photonik,

 

moderne Grundlagentechnologie, die sich mit der Übertragung und Speicherung von Information durch Licht befasst. In der Informationstechnologie gewinnt die Photonik immer mehr an Bedeutung, da optische Signale aufgrund der im Vergleich zu Funkwellen höheren Frequenzen (bei einer Wellenlänge von etwa 600 Nanometern sind dies 5 · 10¹⁴ Hz) eine höhere Informationsdichte sowie größere Übertragungsgeschwindigkeiten ermöglichen.

 

Bei der optischen Datenübertragung und -speicherung werden die besonderen physikalischen Eigenschaften von Lichtquanten (Photonen) ausgenutzt. Zur Erzeugung des Lichts, das die Informationen trägt, kommen Halbleiterlaser (Laser) zum Einsatz, da diese nicht nur kohärentes Licht liefern, sondern auch eine hohe Bandbreite, d. h. eine große Anzahl von Frequenzen, sodass eine große Informationsmenge gleichzeitig übertragen werden kann. Die Lichtsignale werden über Glasfasern (Lichtwellenleiter, Glasfaserkabel, Glasfasertechnik) transportiert.

 

Die optische Datenspeicherung beruht darauf, dass die Oberflächenstruktur des Datenträgers an bestimmten Punkten verändert wird. Durch unterschiedliche Wechselwirkung des Lichts mit der Oberfläche kommen dann beim Auslesen die optischen Signale zustande. (optische Platte, optischer Speicher)

 

Die Forschungen der letzten Jahre zielen nun darauf, nicht nur die Datenübertragung und -speicherung auf optischem Wege zu bewerkstelligen, sondern auch die elektronischen Schaltungen im Computer durch optische Schaltungen zu ersetzen. Mit einer solchen optischen Datenverarbeitung könnten um ein Vielfaches höhere Verarbeitungsgeschwindigkeiten erreicht werden als bei herkömmlichen Computern, da auf einer Leitung eine Vielzahl optischer Signale übertragen werden können ohne sich gegenseitig zu beeinflussen.

 

Photonische Netze sind optische Netzwerke, bei denen nicht nur die Übertragung, sondern auch die Vermittlung auf optischem Weg (optisches Multiplexing: FDM, TDM) erfolgt. Vorgesehen sind Bandbreiten von 50 THz (50 000 GHz).